Ugradnja sustava za skladištenje energije baterija (BESS) na zemljane vijke — europski standardi

Postavljanje sustava za skladištenje energije baterija (BESS) na tlačne sidrene elemente u EU uređeno je Eurokodom 7 za geotehnički projekt točkastih opterećenja i normom EN 1990 za kombinacije opterećenja, dok su udaljenosti za zaštitu od požara između spremnika propisane nacionalnim propisima pojedinih država članica.

Dva razina regulacije: projektiranje infrastrukture i operativna sigurnost

Kao i kod drvenih građevina, pravilo "dviju disciplina" također se primjenjuje na BESS. Geotehnički projekt temelja (vijčani pilot, njegova duljina, nosivost, razmak) obuhvaćen je Eurokodom 7. Projektiranje konstrukcije okvira kontejnera i kombinacije opterećenja obuhvaćeni su EN 1990 i pripadajućim Eurokodovima za čelične konstrukcije (EN 1993). Električna i protupožarna sigurnost rada BESS-a kao tehnološke opreme zasebno je područje koje u EU-u pokriva međunarodni standard IEC 62933 i nacionalni protupožarni propisi — iako nije izravno povezano s geotehničkim aspektima temelja, naručitelj i projektant moraju se time baviti paralelno.

Eurokod 7 — točkasti opterećenja iz spremnika

Eurokod 7 (EN 1997-1, Odjeljak 7 — Piloti temelji) primjenjuje se na zemljane vijke za BESS na isti način kao i na druge vrste opterećenja. Detaljan opći pregled standarda može se pronaći u zasebnom članku: Eurokod 7 i zemljani sidreni elementi.

Jedinstvena značajka BESS-a je priroda opterećenja:

Koncentrirano točkasto opterećenje. Za razliku od jednolično raspoređenog opterećenja (npr. u strukturi fotonaponskog polja), svaki vijak ispod kontejnera BESS-a podnosi znatno veće jedinično opterećenje, koncentrirano na nekoliko nosivih točaka. Strukturni inženjer mora provjeriti nosivost pojedinačnih vijaka i cijele skupine (skupinski učinak u skladu s EC7 §7.6.2).

Kombinacija vertikalnih i horizontalnih opterećenja. Vjetar koji djeluje na bočni zid spremnika stvara horizontalnu komponentu koju sidreni vijak i nosiva glava moraju prenijeti zajedno s vertikalnim opterećenjem — DA1 projektni pristup (kombinacije 1 i 2) standard je u Češkoj Republici, Slovačkoj, Austriji i Njemačkoj.

Dokumentacija za svaku točku zasebno. S obzirom na veći opterećenje po jedinici, kod BESS-a je uobičajena praksa dokumentirati telemetrijske podatke (moment × dubina) za svaki pojedinačni vijak, a ne samo uzorak — to služi kao osnova za strukturni pregled i osiguranje ulaganja.

EN 1990 — Kombinacije opterećenja

EN 1990 (Eurokod: Osnove projektiranja konstrukcija) propisuje kako kombinirati pojedinačna opterećenja (mrtvo opterećenje, živo opterećenje, vjetar, snijeg i, gdje je primjenjivo, seizmičko djelovanje) u projektne kombinacije koje moraju zadovoljiti i temelji i nosiva konstrukcija.

Sljedeće su osobito relevantne za spremnik BESS:

Stalno opterećenje — težina spremnika i baterija (deseci tona, ovisno o vrsti i kemijskom sastavu baterija)
Klimatski opterećenja — vjetar koji djeluje na bočne površine, ili snijeg na krovu spremnika u područjima sa značajnim snježnim opterećenjima
Izvanredni tereti — u seizmičkim regijama (posebno južna Europa), dopunjeno Eurokodom 8

Nacionalni aneksi pojedinih zemalja EU-a utvrđuju djelomične faktore opterećenja i pravila kombiniranja — projekt proveden u Češkoj Republici ne može se prenijeti u Njemačku ili Italiju bez izmjena.

IEC 62933 — Sigurnost BESS-a kao tehnološke opreme

Međunarodni standard IEC 62933-5-2 (Sigurnosni zahtjevi za elektrokemijske sustave za pohranu energije integrirane u mrežu) regulira električnu i operativnu sigurnost samog skladišta — a ne geotehničke aspekte temelja. Važno je da ulagač bude svjestan da:

IEC 62933 obuhvaća bateriju, kontrolni sustav i zaštitu od požara unutar spremnika.
Eurokod 7 i EN 1990 obuhvaćaju temelje i nosive konstrukcije.
Oba područja su obrađena u projektnoj dokumentaciji, ali se procjenjuju odvojeno i često od strane različitih stručnjaka.

Betonski temelji (temelji, stupovi, gredice) grade se iskopom, armiranjem čeličnom armaturom i lijevanjem betona. Prije opterećenja potrebno je pričekati 7–28 dana da se beton stvrdne. Nosivost po točki doseže 20–100+ tona, ali uz znatno veće troškove i dulje vrijeme gradnje.

Dozvole za zaštitu od požara — nacionalni propisi

Za razliku od Eurokodova, ne postoji harmonizirani europski standard koji uređuje razmak između BESS spremnika. Ovo područje uređuju nacionalni propisi o zaštiti od požara i u praksi se procjenjuje od slučaja do slučaja u konzultaciji s lokalnom vatrogasnom službom ili ovlaštenim stručnjakom za zaštitu od požara.

Praktične implikacije za EPC izvođače: Sigurnosne udaljenosti utječu na raspored kontejnera na lokaciji i, posljedično, na pozicioniranje točaka temelja. Preporučujemo da se plan zaštite od požara dovrši prije konačnog projektiranja temelja — promjena rasporeda kontejnera nakon ugradnje sidrenih vijaka je skupa.

Kako se BESS projekti provode u ključnim zemljama EU?

Češka Republika: Geotehnički projekt u skladu s ČSN EN 1997. Protupožarna sigurnost BESS-a procjenjuje ovlašteni stručnjak za protupožarnu sigurnost zgrada (PBS) kao dio dokumentacije za zahtjev za građevinsku dozvolu.

Njemačka: DIN EN 1997 kao nacionalna implementacija EC7. BESS instalacije iznad određenog kapaciteta podliježu odobrenju u skladu s BImSchG-om (Zakon o sprječavanju onečišćenja zraka) i VDE zahtjevima za električnu sigurnost.

Austrija: ÖNORM B 4435 dopunjuje Eurokod 7. Procjenu požara prema BESS-u provodi lokalna vatrogasna služba (Landesfeuerwehrverband) ovisno o veličini postrojenja.

Francuska: NF EN 1997 kao nacionalna provedba. BESS sustavi iznad određene snage spadaju pod režim ICPE (Installations Classées pour la Protection de l'Environnement), koji ima vlastite zahtjeve u pogledu udaljenosti i sigurnosti.

Poljska: PN-EN 1997 kao nacionalni standard. Rast tržišta BESS-a u Poljskoj potaknut je kombinacijom fotonaponskih projekata, pri čemu se geotehnički projekt obično provodi u skladu s Eurokodom 7.

Sljedeće vrijedi u svim zemljama: geotehnički projekt prema Eurokod 7 + EN 1990 standardiziran je u cijeloj EU, dok se zaštita od požara i operativna odobrenja uvijek rješavaju prema lokalnom zakonodavstvu i nadležnom lokalnom tijelu.

Kontrolna lista za BESS projekt s upotrebom zemljanih vijaka u EU

Tehnički list za spremnik s točkastim opterećenjima proizvođača BESS
Geotehnička istraživanja lokacije i određivanje nosivosti u skladu s EN 1997
Strukturna analiza kombinacija opterećenja u skladu s EN 1990 (uključujući opterećenje vjetrom i, gdje je primjenjivo, seizmičko opterećenje)
Projektiranje nosivih glava/profilâ za prijenos točkastih opterećenja na vijak
Koncept zaštite od požara i razmaki za sigurnost u skladu s nacionalnim propisima — potrebno riješiti prije konačnog odobrenja tlocrta
Telemetrijski zapis ugradnje za svaki vijak (moment × dubina)
Geodetska provjera ravnosti unutar tolerancijskih granica proizvođača spremnika
CE certifikat za mašinu za zabijanje pilota i dokumentacija za građevinsku upravu

Često postavljana pitanja

Postoji li jedinstveni europski standard za slobodne udaljenosti za BESS kontejnere?
Ne. Sigurnosne udaljenosti propisane su nacionalnim protupožarnim propisima pojedinih zemalja EU, a ne harmoniziranim europskim standardom. O tim pitanjima treba razgovarati s lokalnom vatrogasnom službom ili ovlaštenom osobom.
Kako se geotehnički projekt za BESS razlikuje od onog za fotonaponsku konstrukciju?
BESS spremnik prenosi opterećenje na nekoliko koncentriranih točaka s većim jedinim opterećenjem, dok FVE konstrukcija raspoređuje opterećenje na veći broj lakših točaka. Eurokod 7 obuhvaća obje situacije, ali projektiranje pojedinačnih vijaka i procjena grupnog učinka se razlikuju.
Koju ulogu ima IEC 62933 u projektu BESS?
IEC 62933-5-2 propisuje električnu i operativnu sigurnost samog skladišta (baterije, kontrolni sustav, zaštita od požara unutar spremnika). Ne odnosi se na geotehničke aspekte temelja, koji su obuhvaćeni Eurokodom 7 i EN 1990.
Je li potrebno ponovno izračunati strukturiranu analizu temelja za svaku zemlju EU?
Nacionalni prilozi Eurokodova navode djelomične faktore i pravila kombiniranja; stoga strukturna analiza provedena za jednu zemlju nije automatski važeća u drugoj. Preporučujemo konzultaciju s lokalnim ovlaštenim statičarom.

Kamo dalje

Kako se zapravo postavlja podloga za BESS kontejnere: Sustavi za pohranu baterija montirani na zemljane vijke

Opći pregled geotehničkog projektiranja u skladu s Eurokodom 7: Eurokod 7 i zemljani sidreni elementi